太阳圈电流片
太阳圈电流片（Heliospheric current sheet，缩写为HCS）或太阳圈电流页[1][2]是太阳系内部磁场极性发生转换的表面，这个区域在太阳圈内沿著太阳赤道平面延伸[2][3]。电流片的形状是受到行星际物质中太阳磁场旋转的影响而形成的，厚度大约为10,000公里，有一小股电流在电流片中流动，大小约为10-10A/m2。
电流片下面的磁场称为行星际磁场，其产生的电流构成了一部分太阳圈电流回路[4]。太阳圈电流片有时也称为行星际电流片。
太阳圈电流片的特征[编辑]
由于太阳自转，磁场被扭曲成帕克螺旋（Parker spiral），这是阿基米德螺线的一种，是由尤金·帕克于1958年提出的[5]，因而得名。电流片将帕克螺旋形状的磁场一分为二[6][7]。1970年代早期，Schatten发展出一个数学模型，当旋转的磁场改变极性时会翘曲、变形，形成类似芭蕾舞裙的波浪螺旋形状[8][9]。进一步的动力学研究表明，太阳如同一位害羞的女芭蕾舞演员，会将高高飘扬的裙摆反复向下压[10]。
这种芭蕾舞裙形状的成因有时被称为“水龙头效应”或者“橡胶软管效应”[11][12]，好比一个人手执水龙头上下挥舞并且快速旋转。水流好比太阳风不断向外喷射。
太阳圈电流片的磁场[编辑]
太阳圈电流片随著太阳的自转每27天转一圈，在这期间地球的磁场会穿越其峰顶与谷底，并与之发生相互作用。在靠近太阳表面的地方，由电流片中的径向电流产生的磁场大约在5×10-6T量级[4]。太阳表面的磁场大小约为10-4T。如果是磁偶极场，其强度与距离的三次方成反比，地球轨道附近的磁场大约为10-11T。而实际上太阳磁场含有多极矩的成分，因此在地球附近实际大小要比这大100倍。
太阳圈电流片的电流[编辑]
太阳圈电流片中的电流向内流动，并与太阳磁场一道在太阳极区附近向外流动的电流构成闭合回路，总电流大约在3×109安培的数量级[4]，太阳圈中电流密度最大的地方达到了10-10A/m2的数量级。与其它天体物理过程中的电流片相比，产生地球极光的白克兰电流只有大约100万安培，大小只有太阳圈电流片中电流的千分之一。
太阳圈电流片的研究历史[编辑]
太阳圈电流片是由翰M. 威尔科克斯和诺曼F. Ness在1965年提出的[13]。汉尼斯·阿尔文等人推测银河系也存在类似的星系电流片[14]，估计电流大小为1017-1019安培，位于银河系的对称平面上。
参考文献[编辑]
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外部链接[编辑]
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